1. Окислювальний напівперіод верхнім фурменим дуттям
Втрати заліза „в дим" складають 0,8-1,6 %. Для розрахунку приймаємо 1,1%.
Приймаємо для розрахунку, що сірка при конвертерній плавці видаляється на 45% від змісту у металошихті, тоді остається у металі сірки, кг:
0,0142 * 0,55 = 0,0078
Приймаємо, що фосфор видаляється на 70% від змісту у металошихті, остається фосфору у металі 30%, кг:
0,0345 * 0,30 = 0,010
Приймаємо, що при виході металу на температуру випуску плавки 1630оС, зміст вуглецю складає 0,10%, марганцю 0,170 %.
Визначаємо, скільки вилучається хімічних елементів з металу у 1-му напівпе- ріоді плавки з врахуванням виходу сталі біля 90%, кг:
|
С |
3,147 - 0,10 * 0,9 = 3,057 |
|
Si |
= 0,410 |
|
Mn |
0,397 - 0,170 * 0,9 = 0,244 |
|
Р |
0,0345 - 0,010 * 0,9 = 0,0255 |
|
S |
0,0142 - 0,0078 * 0,9= 0,0072 |
|
Fe (в дим) |
= 1,100 |
|
Всього: |
= 4,544 |
Остається у металі хімічних елементів після окислювального періоду, кг
|
С |
3,147 - 3,057 = 0,090 |
|
Si |
0,410 - 0,0410 = 0 (сліди) |
|
Mn |
0,397 - 0,344 = 0,153 |
|
Р |
0,0345 - 0,0255 = 0,009 |
|
S |
0,0142 - 0,0072 = 0,007 |
Дані заносимо у таблицю 1 (метал перед комбінованою продувкою).
При продувці ванни киснем сірка окислюється до SO2 на 10% від загального видалення з металу, кг: 0,0072 * 10 : 100 = 0,0007
Приймаємо, що при верхній продувці 90% С окислюється до СО, а 10 % до СО2 .
Витрати кисню на окислення елементів складає, кг.:
|
|
С CO2 |
3,057* 0,1 * 32 : 12 = 0,815 |
|
|
С СО |
3,057* 0,9 * 16 : 12 = 3,668 |
|
|
Si SiO2 |
0,410* 32 : 28 = 0,469 |
|
|
Mn MnO |
0,244* 16 : 55 = 0,071 |
|
|
P P2O5 |
0,0255* 80 : 62 = 0,0329 |
|
|
S SO2 |
0,00072* 32 : 32 = 0,0007 |
|
|
Fe Fe2O3 |
1,100 * 48 : 112 = 0,471 |
|
|
|
Всього: = 5,5276
|
При окисленні елементів металошихти утворюються оксиди, кг:
|
CO2 (10%) |
3,057*0,1 + 0,815 = 1,121 |
|
СО (90%) |
3,057*0,9 + 3,668 = 6,419 |
|
SiO2 |
0,410 + 0,469 = 0,879 |
|
MnO |
0,244 + 0,071 = 0,315 |
|
P2O5 |
0,0255 + 0,0329 = 0,0584 |
|
SO2 |
0,00072 + 0,0007 = 0,00142 |
|
Fe2O3 |
1,100 + 0,471 = 1,571 |
|
Всього: |
=10,365 |
В шлак переходить сірки (з відрахуванням окисленої), кг.:
0,0072 - 0,0007 = 0,0065 (округляємо 0,007).
При переході сірки у шлак звільняється кисню з переходом її в метал, кг. :
0,0065 * 16 : 32 = 0,0033
Витрати кисню тоді складають, кг.:
5,5276 - 0,0033 = 5,524 (округляємо)
Для наведення основного шлаку розраховуємо витрати вапна по балансу
CaO / SiO2 для отримання основності 3,2.
Для формування рідкорухомого шлаку витрати плавикового шпату по прак-тичним даним складають 0,2 – 0,6 %, приймаємо витрати плавикового шпату рівними 0,35 кг на 100кг металошихти.
Витрати (зношення) футерівки звичайно знаходиться у межах 0,01 – 0,03% від маси металошихти у залежності від типу футерівки.
Приймаємо витрати периклазовуглецової футерівки 0,01 кг на 100кг металу.
Витрати вапна означаємо через х.
Кількість CaO у кінцевому шлаку складає, кг.:
|
Футерівка |
0,01 *1,0 : 100 = 0,0001 |
|
Плавиковий шпат |
0,35 * 2,1 : 100 = 0,007 |
|
Вапно |
х * 94,0 : 100 = 0,940х |
|
Всього: |
0,0071 + 0,940х |
Кількість SiO2 у кінцевому шлаку, кг. :
|
Металева шихта |
= 0,879 |
|
Плавиковий шпат |
0,35 * 4,2: 100 = 0,015 |
|
Футерівка |
0,01 * 0,5 : 100 = 0,00005 |
|
Вапно |
х * 0,5 : 100 = 0,005х_______ |
|
Всього: |
0,894 + 0,005х |
|
|
|
Замість CaO і SiO2 підставляємо їх значення і визначаємо витрати вапна:
(0,0071 + 0,94*х ) : (0,894 + 0,005*х) = 3,2
(0,0071 + 0,94х) = 3,2 * (0,894 + 0,005*х). 0,0071 + 0,940х = 2,8608 + 0,016х
0,940х - 0,016х = 2,8608 - 0,0071. 0,924х = 2,8538.
х = 3,089.
Вапно вносить головних компонентів, значення яких заносимо в таблицю 4, кг:
SiO2 3,089 * 0,5 : 100 = 0,015
CaO 3,089 * 94,0 :100 = 2,904
Вапно також вносить, кг:
H2O 3,089 * 0,5 : 100 = 0,015
CO2 3,089 * 2,5 : 100 = 0,077
Плавиковий шпат вносить, кг:
CO2 0,35 * 3,5 : 100 = 0,012
Металева шихта, плавиковий шпат, футерівка і вапно вносять у шлак, кг
Таблиця 4. Розрахунок маси шлаку, кг
|
Складові компоненти |
Матеріали |
Разом |
|||
|
Металева шихта |
Футерівка |
Плавиковий шпат |
Вапно |
||
|
SiO2 |
0,879 |
0,00005 |
0,015 |
0,015 |
0,90905 |
|
СaO |
- |
0,0001 |
0,007 |
2,904 |
2,9111 |
|
MgO |
- |
0,0085 |
- |
0,031 |
0,0395 |
|
Al2O3 |
- |
0,00005 |
0,003 |
0,046 |
0,04905 |
|
S |
0,007 |
- |
- |
- |
0,007 |
|
MnO |
0,315 |
- |
- |
- |
0,315 |
|
P2O5 |
0,0584 |
- |
- |
- |
0,0584 |
|
СaF2 |
- |
- |
0,313 |
- |
0,313 |
|
Всього: |
1,2594 |
0,0087 |
0,338 |
2,996 |
4,6021 |
Переходить з периклазовуглецевої футерівки в метал вуглецю, кг:
0,01 * 13,0 : 100 = 0,0013
Окислюється вуглецю до СО2 (10%), кг:
0,0013 * 0,1 = 0,00013
Витрати кисню на окислення вуглецю до СО2 складе, кг:
0,00013 * 32 : 12 = 0,00035
Утворюється діоксиду вуглецю СО2, кг:
0,00013 + 0,00035 = 0,00048
Окислюється вуглецю до СО (90%), кг:
0,0013 * 0,9 = 0,00117
Витрати кисню на окислення вуглецю до СО складе, кг:
0,00117 * 16 : 12 = 0,00156
Утворюється оксиду вуглецю СО, кг:
0,00117 + 0,00156 = 0,0027
Загальна кількість оксидів вуглецю складе, кг:
0,00048 + 0,0027 = 0,00318
Загальні витрати кисню на окислення хімічних елементів металошихти і вуглецю футерівки складають, кг:
5,524 + 0,00035 + 0,00156 = 5,526